1、必修一,第三章 牛頓運動定律,第3講 牛頓運動定律的綜合應用,1.超重和失重,掌握一個建模,抓住兩個考點,備選視頻展臺,2.牛頓運動定律的應用(二),狀元微博,1.對超重、失重的理解,2.牛頓第二定律與圖象的綜合應用,3.動力學中的臨界極值問題,突破三個考向,隨堂 基礎演練,物理建模3 滑板滑塊模型,第三章 牛頓運動定律(備選多媒體展臺) 1.伽利略理想實驗及其結論 2.關于決定加速度大小因素的思考 3.國際單位制中力的單位牛頓的定義 4.牛頓運動定律的應用 5.物體在光滑水平面運動的受力分析 6.物體在水平外力作用下勻速運動的受力分析 7.物體在斜向上外力作用下勻速運動的受力分析 8.物體在

2、不光滑水平面運動的受力分析 9.物體在水平力作用下勻加速運動的受力分析 10.物體在水平力作用下勻減速運動的受力分析 11.物體在斜向上力作用下勻加速運動的受力分析 12.根據(jù)受力判斷物體的加速運動情況 13.根據(jù)受力判斷物體的減速運動情況 14.物體在斜向上力作用下勻減速運動的受力分析 15.水平面上受水平牽引力的勻加速運動 16.恒定阻力使物體做勻減速運動 17.皮帶傳送中運動和力的分析 18.正交分解法的實例分析 19.用動力學方法測質量 20.作用力和反作用力的關系 21.拔河勝負的奧秘 22.雙錐體爬坡解密 23.超重與失重現(xiàn)象 24.超重和失重現(xiàn)象的演示, 01抓住兩個考點,【思維

3、驅動】,下列實例屬于超重現(xiàn)象的是() A汽車駛過拱形橋頂端時 B火箭點火后加速升空時 C跳水運動員被跳板彈起，離開跳板向上運動時 D體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時,解析發(fā)生超重現(xiàn)象時，物體的加速度方向豎直向上汽車駛過拱形橋頂端時，其向心加速度豎直向下指向圓心，汽車處于失重狀態(tài)，A錯誤；火箭點火后加速升空，加速度豎直向上，處于超重狀態(tài)，B正確；跳水運動員離開跳板向上運動時，只受重力，運動員處于完全失重狀態(tài)，C錯誤；體操運動員握住單杠在空中不動時，運動員處于平衡狀態(tài)，D錯誤 答案B, 01抓住兩個考點,【知識存盤】,1超重 (1)定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力) _物體所受重力的

4、現(xiàn)象 (2)產生條件：物體具有_的加速度 2失重 (1)定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力) _物體所受重力的現(xiàn)象 (2)產生條件：物體具有_的加速度 3完全失重 (1)定義：物體對水平支持物的壓力(或對豎直懸掛物的拉力) _的現(xiàn)象稱為完全失重現(xiàn)象 (2)產生條件：物體的加速度a_，方向豎直向下,1.超重時物體的重力大于mg( ) 2.失重時物體的重力小于mg( ),大于,向下,等于零,向上,小于,g, 01抓住兩個考點,2物體是處于超重或失重狀態(tài)，由加速度的方向決定，與速度方向無關,1.,【思維驅動】, 01抓住兩個考點,如圖所示，在傾角為30的光滑斜面上有兩個用輕質彈簧相連接的物塊

5、A、B，它們的質量均為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，C為一固定擋板，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)現(xiàn)開始用一沿斜面方向的力F拉物塊A使之向上做勻加速運動，當物塊B剛要離開C時F的大小恰為2mg.求從F開始作用到物塊B剛要離開C的時間, 01抓住兩個考點,1動力學中的臨界極值問題 在應用牛頓運動定律解決動力學問題中，當物體運動的加速度不同時，物體有可能處于不同的狀態(tài)，特別是題目中出現(xiàn)“最大”、“最小”、“剛好”等詞語時，往往會有臨界現(xiàn)象,【知識存盤】, 01抓住兩個考點,2發(fā)生臨界問題的條件 (1)接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離，臨界條件是：彈力FN_. (2)相對滑動的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜

6、止時，常存在著靜摩擦力，則相對滑動的臨界條件是：靜摩擦力達到_ (3)繩子斷裂與松弛的臨界條件：繩子所能承受的張力是有限的，繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力，繩子松弛的臨界條件是：FT_. (4)加速度最大與速度最大的臨界條件：當物體在受到變化的外力作用下運動時，其加速度和速度都會不斷變化，當所受合外力最大時，具有最大_；合外力最小時，具有最小_當出現(xiàn)速度有最大值或最小值的臨界條件時，物體處于臨界狀態(tài)，所對應的速度便會出現(xiàn)最大值或最小值,0,最大值,加速度,0,加速度,02突破三個考向,向上,向下,豎直向下,g,【典例1】 用力傳感器懸掛一鉤碼沿豎直方向由靜止開始運動如

7、圖所示，圖中實線是傳感器記錄的拉力大小的變化情況，則() A鉤碼的重力約為4 N B鉤碼的重力約為3 N CA、B、C、D四段圖 線中，鉤碼處于超重狀 態(tài)的是A、D，失重狀態(tài) 的是B、C DA、B、C、D四段圖線中，鉤碼處于超重狀態(tài)的是A、B，失重狀態(tài)的是C、D,02突破三個考向,解析由于初始狀態(tài)物體靜止，所以鉤碼的重力等于拉力，從題圖中可讀出拉力約為4 N，故A正確，B錯誤；由“超重時拉力大于重力、失重時拉力小于重力”可知，C正確，D錯誤 答案AC,解析/顯隱,拉力等于物體的重力,從四個角度理解超重和失重 1重力的角度：物體處于超重或失重狀態(tài)時，重力沒有變化，仍為mg. 2拉力(支持力)的角

8、度：物體處于超重或失重狀態(tài)時，豎直向上的拉力(支持力)不再等于重力，超重時大于重力，失重時小于重力，完全失重時等于零 3加速度的角度：物體處于超重或失重狀態(tài)時，豎直方向具有加速度，超重時方向向上，失重時方向向下，完全失重時ag. 4速度的角度：物體處于超重狀態(tài)時，速度方向可以向上(加速運動)，可以向下(減速運動)；物體處于失重狀態(tài)時，速度方向可以向上(減速運動)，也可以向下(加速運動),借題發(fā)揮,02突破三個考向,【變式跟蹤1】 (2012北京西城區(qū)期末)如圖所示，一人站在電梯中的體重計上，隨電梯一起運動下列各種情況中，體重計的示數(shù)最大的是() A電梯勻減速上升，加速度的大小為1.0 m/s2

9、 B電梯勻加速上升，加速度的大小為1.0 m/s2 C電梯勻減速下降，加速度的大小為0.5 m/s2 D電梯勻加速下降，加速度的大小為0.5 m/s2,02突破三個考向,解析當電梯勻減速上升或勻加速下降時，電梯處于失重狀態(tài)，設人受到體重計的支持力為FN，體重計示數(shù)大小即為人對體重計的壓力FN.由牛頓運動定律可得mgFNma，F(xiàn)NFNm(ga)；當電梯勻加速上升或勻減速下降時，電梯處于超重狀態(tài)，設人受到體重計的支持力為FN1，人對體重計的壓力FN1.由牛頓運動定律可得FN1mgma，F(xiàn)N1FN1m(ga)，代入具體數(shù)據(jù)可得B正確 答案B,解析/顯隱,mg,FN最大,02突破三個考向,牛頓第二定律

10、與圖象的綜合問題是高考的重點和熱點動力學中常見的有a-F、a-1/m、F-t、v-t、x-t圖象等，抓住圖象的斜率、截距、面積、交點、拐點等信息，結合牛頓第二定律和運動學公式分析解決問題,02突破三個考向,審題視角,(1)彈性球從某高度下落過程中：可根據(jù)v-t圖象求下落加速度a1，通過受力分析及牛頓第二定律求空氣阻力。 (2)小球第一次反彈的上升過程中：由受力分析及牛頓第二定律可求上升過程小球的加速度a2，由運動學規(guī)律及上升初速度可求反彈高度。 由以上分析，你能完整解答本題嗎？,mg,f,a1,a2,02突破三個考向,借題發(fā)揮,分析圖像問題時常見的誤區(qū) （1）沒有看清縱、橫坐標所表示的物理量及

11、單位。 （2）不注意坐標原點是否從零開始。 （3）不清楚圖線的點、斜率、面積等的物理意義。 （4）忽視對物體的受力情況和運動情況的分析。,求解圖象問題的思路,小心這些誤區(qū),可不要出現(xiàn)此類錯誤！,02突破三個考向,【變式跟蹤2】一個物塊置于粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F隨時間t變化的關系如圖(a)所示，速度v隨時間t變化的關系如圖(b)所示取g10 m/s2，求： (1)1 s末物塊所受摩擦力的大小Ff1； (2)物塊在前6 s內的位移大小x； (3)物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù).,02突破三個考向,【典例3】（重慶理綜.25.19分）某校舉行托乒乓球跑步比賽，賽道為水平直道，比賽距離為S。

12、比賽時，某同學將球置于球拍中心，以大小為a的加速度從靜止開始做勻加速直線運動，當速度達到v0時，再以v0做勻速直線運動跑至終點。整個過程中球一直保持在球拍中心不動。比賽中，該同學在勻速直線運動階段保持球拍的傾角為0，如題圖所示。設球在運動中受到空氣阻力大小與其速度大小成正比，方向與運動方向相反，不計球與球拍之間的摩擦，球的質量為m，重力加速度為g。 （1）求空氣阻力大小與球速大小的比例系數(shù)k ； （2）求在加速跑階段球拍傾角隨速度v變化的關系式； （3）整個勻速跑階段，若該同學速度仍為v0 ， 而球拍的傾角比0大了并保持不變，不 計球在球拍上的移動引起的空氣阻力變化， 為保證到達終點前球不從球

13、拍上距離中心 為r的下邊沿掉落，求應滿足的條件。,02突破三個考向,Mg,kv0,FN,F,1.球勻速運動階段，受力情況怎樣？ 合力為零嗎？ 怎樣列方程解答此過程？,Mg,kv,FN,0,3.第三問不再詳細分析，自己研究一下吧！,2.加速階段，球的受力情況又有哪些變化？合力情況如何？ 怎樣列方程解答此過程？,02突破三個考向,臨界問題的分析 臨界問題的解法一般有三種： （1）極限法：把物理問題（或過程）推向極端，從而使臨界現(xiàn)象（或狀態(tài)）暴露出來，以達到正確解決問題的目的。 （2）假設法：臨界問題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時，或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時，往往用

14、假設法解決問題。 （3）數(shù)學方法：將物理過程轉化為數(shù)學公式，根據(jù)數(shù)學表達式解出臨界條件。,以題說法,【變式跟蹤3】如圖所示，水平面上質量均為4 kg的兩木塊A、B用一輕彈簧相連接，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)現(xiàn)用一豎直向上的力F拉動木塊A，使木塊A向上做加速度為5 m/s2的勻加速直線運動選定A的起始位置為坐標原點，g10 m/s2，從力F剛作用在木塊A的瞬間到B剛好離開地面這個過程中，力F與木塊A的位移x之間關系圖象正確的是(),02突破三個考向,02突破三個考向,解析設初始狀態(tài)時，彈簧的壓縮量為x0，彈簧勁度系數(shù)為k，木塊的質量為m，則kx0mg； 力F作用在木塊A上后，選取A為研究對象，其受到豎

15、直向上的拉力F、豎直向下的重力mg和彈力k(x0 x)三個力的作用， 根據(jù)牛頓第二定律，有Fk(x0 x)mgma，即Fmakx20kx； 當彈簧對木塊B豎直向上的彈力等于重力時B剛好離開地面，此時彈簧對木塊A施加豎直向下的彈力F彈，大小為mg，對木塊A運用牛頓第二定律有FmgF彈ma，代入數(shù)據(jù)，可求得F100 N. 答案A,03掌握一個建模,滑塊滑板模型 模型特點 涉及兩個物體，并且物體間存在相對滑動。 兩種位移關系 滑塊由滑板的一端運動到另一端的過程中，若滑塊和滑板同向運動，位移之差等于板長；反向運動時，位移之和等于板長. 請看運動演示剖析圖： 設板長為L，滑塊位移x1，滑板位移x2 同向

16、運動時： 反向運動時：,03掌握一個建模,閱卷老師提醒 易失分點： (1)不清楚滑塊滑板類問題中滑塊、滑板的受力情況，求不出各自的加速度. (2) 畫不好運動草圖，找不出位移、速度、時間等物理量間的關系. (3) 不清楚每一個過程的末速度是下一個過程的初速度. (4)不清楚物體間發(fā)生相對滑動的條件.,03掌握一個建模,典例 如圖示,薄板A長L=5m,質量M=5kg，放在水平桌面上,板右端與桌邊相齊。在A上距右端s=3m處放一物體B(可看成質點)，其質量m=2kg。已知A、B間動摩擦因數(shù)1=0.1,A與桌面間和B與桌面間的動摩擦因數(shù)均為2=0.2，原來系統(tǒng)靜止。現(xiàn)在在板的右端施加一大小一定的水平

17、力F持續(xù)作用在A上直到將A從B下抽出才撤去，且使B最后停于桌的右邊緣。求： (1).B運動的時間。(2).力F的大小。,03掌握一個建模,A,B,A、B運動過程解剖,03掌握一個建模,【應用】 如圖所示，一質量為mB2 kg的木板B靜止在光滑的水平面上，其右端上表面緊靠一固定斜面軌道的底端(斜面底端與木板B右端的上表面之間有一段小圓弧平滑連接)，軌道與水平面的夾角37.一質量也為mA2 kg的物塊A由斜面軌道上距軌道底端x08 m處靜止釋放，物塊A剛好沒有從木板B的左端滑出已知物塊A與斜面軌道間的動摩擦因數(shù)為10.25，與木板B上表面間的動摩擦因數(shù)為20.2，sin 0.6，cos 0.8，g取10 m/s2，物塊A可看做質點請問： (1)物塊A剛滑上木板B時的速度為多大？ (2)物塊A從剛滑上木板B到相對木板B靜止共經歷了多長時間？木板B有多長？,03掌握一個建模,04隨堂基礎演練,隨堂基礎演練 答案及解析,1.解析由速度圖象可知，在0t3內速度始終大于零，表明這段時間內火箭一直在上升，t3時刻速度為零，停止上升，高度達到最高，離地面最遠，A正確、B錯誤t1t2的時間內，火箭在加速上升，具有向上的加速度，火